L’atome correction - pontonniers- ?· Hydrogène 1 0 1 7. Isotopes : Deux atomes sont isotopes si…

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    10-Sep-2018

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<ul><li><p>1 </p><p>Latome correction </p><p>I. Modle de latome : travers lhistoire : </p><p>Voici 4 personnages qui ont contribu connatre latome. </p><p> 430 av JC 1904 1913 1926 </p><p>Naissance de latome Modle Plum-pudding Modle plantaire Modle quantique </p><p>3B 2A 1C 4D </p><p>Voici 4 phrases quils auraient pu prononcer : </p><p>A Des lectrons ngatifs se rpartissent lintrieur dun noyau positif, de la mme faon que les pruneaux se dispersent dans un cake </p><p>B La matire ne peut tre divise indfiniment. Elle est faite de grains quon appellera atomes, ce qui signifie quon ne peut pas les diviss </p><p>C Les lectrons tournent autour du noyau positif comme les plantes de notre systme solaire tournent autour du Soleil. </p><p>D Il faut abandonner le concept de trajectoire de llectron. Celui-ci est dlocalis dans le nuage lectronique : on parle de probabilit de prsence de llectron au tour du noyau. </p><p>Voici 4 documents illustrant les propos ci-dessus : </p><p>1 2 3 4 </p><p>Attribuer chaque personnage ses propos et lillustration qui laccompagne. (Dernire ligne du </p><p>premier tableau complter). </p><p>II. Ce que nous devons retenir : </p><p>1. Un exemple : latome daluminium : </p><p>A partir du document ci-contre, dcrire latome </p><p>daluminium : </p></li><li><p>2 2. Le noyau : </p><p>Il est form de nuclons qui sont les protons et les neutrons. </p><p>On appelle A le nombre total de nuclons que compte le noyau. </p><p>Nuclon Masse Charge Nombre </p><p>Proton mP =1,67.10-27</p><p>kg qp = +e = 1,6.10-19</p><p>C Z </p><p>Neutron mn mp qn = 0 (neutres) N = A Z </p><p>Vocabulaire : </p><p>Z est le numro atomique ou nombre de charge </p><p>A est le nombre de masse </p><p>Exprimer N le nombre de neutrons prsents dans le noyau en fonction de A et Z (tableau). </p><p>3. Les lectrons : </p><p>Ils nont pas de trajectoire prcise. Ils se meuvent dans un espace vide, relativement grand par </p><p>rapport la taille du noyau. </p><p> Masse Charge Nombre </p><p>Electron me =9,1.10-31</p><p>kg qe= - e = -1,6.10-19</p><p>C Z </p><p>4. Neutralit de latome : </p><p>a. Comparez la charge dun lectron et celle dun proton : Les charges sont exactement opposes. </p><p>b. Comparez le nombre de protons dans le noyau dun atome et le nombre dlectrons autour de ce noyau : </p><p>Il y a autant de protons dans le noyau que dlectrons autour de ce noyau. </p><p>c. Conclure : Latome est lectriquement neutre. </p><p>5. Masse dun atome : </p><p>a. Comparez la masse de llectron et celle dun nuclon : </p><p>183510.1.9</p><p>10.67,131</p><p>27</p><p>e</p><p>p</p><p>m</p><p>m</p><p> La masse dun lectron est presque 2000 fois plus petite que la masse dun nuclon. </p><p>b. Pourquoi peut-on affirmer que la masse dun atome correspond la masse de son noyau ? La masse des lectrons est ngligeable devant celle du noyau. </p><p>c. Calculez la masse du noyau de latome daluminium. </p><p>npnoyau mNmZm </p><p>kgmnoyau26272727 10.51,410.67,12710.67,11410.67,113 </p><p>d. Proposez une formule qui permet de calculer une valeur trs approche de la masse dun atome ma en fonction de A et mp : </p><p> ppnoyaua mAmNZmm </p></li><li><p>3 6. Reprsentation : </p><p>On reprsente un atome en prcisant Z et A. Le symbole utilis est not X : </p><p>Exemples : Dcrire chacun des atomes ci-dessous </p><p> Nom de latome Nombre de Nuclons Nombre </p><p>dlectrons Protons Neutrons </p><p>Carbone 6 6 6 </p><p>Oxygne 8 8 8 </p><p>Hydrogne 1 0 1 </p><p>7. Isotopes : </p><p>Deux atomes sont isotopes si ils ont le mme numro atomique Z mais un nombre de masse A </p><p>diffrent. </p><p>Comparer les noyaux de deux isotopes ? </p><p>Les noyaux de 2 isotopes comptent le mme nombre de protons mais un nombre de neutrons </p><p>diffrents. </p><p>Comme ils ont le mme numro atomique, ils gardent le mme nom ; pour les diffrencier, on ajoute </p><p> leur nom leur nombre de masse A. ex : le carbone 12, le carbone 14, etc. </p><p> Reprsentation </p><p>Nbre de </p><p>protons </p><p>Nbre de </p><p>neutrons </p><p>Abondance </p><p>naturel </p><p>H </p><p>hydrogne lger </p><p>(ou hydrogne - </p><p>tout court) </p><p>1 0 99,98 % </p><p>deutrium </p><p>1 1 0,02 % </p><p>tritium </p><p>1 2 10-4</p><p> % </p><p>C </p><p>carbone 12 </p><p>6 6 98,2 % </p><p>carbone 13 </p><p>6 7 1,1 % </p><p>carbone 14 </p><p>6 8 10-10</p><p> % </p><p>III. Lexprience de Rutherford : </p><p>En 1909, la structure de latome ntait pas connue. </p><p>Marsden, Geiger et Rutherford entreprirent dutiliser </p><p>des particules pour explorer latome. Ils bombardrent pour cela une feuille dor denviron </p><p>0,6mm, place dans une enceinte vide, par un </p><p>faisceau de particules . Ils constatrent que la grande majorit des particules </p><p>traversent la feuille dor sans tre dvies. En effet, </p><p>la tache observe sur lcran fluorescent garde la </p><p>mme intensit avec ou sans feuille dor interpose. </p><p>Seules quelques particules taient dvies, comme en </p><p>tmoigne les impacts fluorescents sur lcran. </p><p>Aprs la fin de lexprience, la feuille dor tait </p><p>intacte. </p><p>Lor est un mtal. On rappelle quun mtal est un empilement rgulier et compact dun mme type datomes. </p><p>XAZ</p><p>C126</p><p>O168</p><p>H11</p><p>H11</p><p>H21</p><p>H31</p><p>C126</p><p>C136</p><p>C146</p></li><li><p>4 Un atome dor compte 79 protons et 118 neutrons dans son noyau, et 79 lectrons autour de son noyau. Une particule (alpha) est un noyau datome dhlium ; il est constitu de 2 protons et de 2 neutrons. </p><p> 1. Calculer les masses dune particule alpha et dun noyau datome dor. </p><p>palpha mm 4 A.N. kgmalpha2710.68,6 </p><p> palpha mm 11879 A.N. kgmalpha2510.29,3 </p><p>2. Comparer la masse dune particule celle dun lectron tournant autour du noyau de latome </p><p>dor. Quarrive-t-il la particule lorsquelle rencontre un lectron ? </p><p>734010.1,9</p><p>10.68,631</p><p>27</p><p>electron</p><p>alpha</p><p>m</p><p>m </p><p>Une particule alpha a une masse presque 8000 fois plus importante quun lectron. </p><p>Lorsquune particule alpha rencontre un lectron, elle ljecte de latome. </p><p>La particule nest pas dvie de sa trajectoire. </p><p>3. Comparer la masse dun noyau datome dor la masse dune particule ? Quarrive-t-il lorsquune </p><p>particule arrive sur un noyau datome dor ? </p><p>4910.68,6</p><p>10.29,327</p><p>25</p><p>alpha</p><p>or</p><p>m</p><p>m </p><p>Le noyau de latome dor a une masse presque 50 fois plus importante que la particule . </p><p>Une particule alpha rebondit lorsquelle rencontre un noyau datome dor. </p><p>4. Combien faut-il de couches datomes, empiles les unes sur les autres, pour obtenir une feuille dor </p><p>de 0,6mm dpaisseur sachant que e rayon dun atome dor est de 0,15 nm. </p><p>6</p><p>9</p><p>3</p><p>10.210.15,02</p><p>10.6,0</p><p>2</p><p>r</p><p>eN Il y a 2 millions de couches. </p><p>5. Daprs les rponses que vous venez de donner, quel rsultat aurait pu attendre Rutherford </p><p>lorsquil ralisa son exprience ? </p><p>Il sattendait ce que les particules alpha soient renvoyes. </p><p>6. Proposer une hypothse qui pourrait expliquer les rsultats de lexprience de Rutherford. </p><p>Les noyaux des atomes sont extrmement petits. </p><p>7. Aujourdhui, on sait que le rayon dun atome dor est de 0,15 nm et celui dun noyau dor est de 7 </p><p>fm. Ces informations permettent-elles de confirmer votre hypothse ? </p><p>Comparons un atome son noyau : 2142810.7</p><p>10.15,015</p><p>9</p><p>noyau</p><p>atome</p><p>r</p><p>r </p><p>Le noyau est plus de 20000 fois plus petit que latome. Ceci confirme lhypothse. </p><p>8. Choisir parmi les analogies suivantes, celle qui pour vous traduit le mieux lexprience de </p><p>Rutherford : </p><p>b) un enfant qui jette du sable travers un grillage larges mailles. </p><p>9. En quel sens peut-on dire que le remplissage de lespace par la matire est lacunaire ? </p><p>La matire est concentre dans les noyaux des atomes qui sont trs petits. Les noyaux sont spars </p><p>par des espaces vides (lacunes) qui sont comparativement trs grand par rapport aux noyaux. </p></li></ul>